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Verfahren zur Darstellung von Ammonsalzen unter gleichzeitiger Gewinnung
von Kaliumcarbonat Eine vorteilhafte Verknüpfung der Gewinnung von Ammonsalzen mit
der Darstellung von Kaliumcarbonat nach dem Verfahren von Engel-Precht ist bereits
beschrieben worden. Es erfolgt nach dem fraglichen Verfahren die Fällung des für
die Durchführung der Kaliumcarbonatgewinnung erforderlichen Magnesiumcarbonattrihvdrats
aus Magnesiumsalzlösungen mittels Ammoncarbonat bzw. Ammonbicarbonat unter solchen
Bedingungen, daß die entstandenen Ammonsalzlösungen eine für die Gewinnung der Ammonsalze
durch Eindampfen praktisch ausreichende Konzentration aufweisen.
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Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige
Ausführungsform dieses Verfahrens durch Kombination der Darstellung von Kaliumcarbonat
mit der Gewinnung von synthetischem Ammoniak aus Isokereigas-, Wassergas- üsw. Wasserstoff
und dessen Weiterverarbeitung auf Ammonsalze. Diese enge Kombination der beiden
Fabrikationen gestattet nicht nur die Gberführung des Ammoniaks in Ammonsalze durch
die praktisch kostenlose Beistellung des Säureanteils der Salze zu verbilligen und
zu vereinfachen, sondern ermöglicht vor allem eine weitgehende technische Vereinfachung
der Kaliumcarbonatgewinnung nach dem Engel-Precht-Verfahren und damit eine erhebliche
Senkung der Gestehungskosten. Die Durchführung des Engel-Prechtschen Kaliumcarbonatverfahrens
erfordert nämlich große Mengen Kohlensäure für die Bildung des Kaliummagnesiumcarbonatdoppelsalzes
K H C O, Mg C 03 q.H. O, die um so rascher verläuft und einen um so geringeren überschuß
an K C1 verlangt, j e höher die Konzentration dieser Kohlensäure ist. In einer isolierten
Kaliumcarbonatanlage ist die Beschaffung konzentrierter Kohlensäuregase nicht ohne
weiteres möglich, und man ist dort meist auf die Verwendung eines Kohlensäuregases
von 35 bis 4.o °/" CO. angewiesen, das durch Brennen von Kalk in üblicher Weise
gewonnen wird. Mit Rücksicht- auf den großen Kohlensäurebedarf sind große Kalkofenstationen
erforderlich, die erhebliche AnlageundBetriebskosten verursachen. Dazu kommt, daß
die Doppelsalzbildung unter Druck vorgenommen wird, so daß noch Einrichtungen zur
Komprimierung der kohlensäurehaltigen Gase vorzusehen sind.
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Alle diese umständlichen und die Darstellung des Kaliumcarbonats verteuernden
Einrichtungen kommen in Wegfall durch den erfindungsgemäßen Zusammenschluß der Kaliumcarbonatfabrikation
mit der Erzeugung und Weiterverarbeitung des synthetischen Ammoniaks aus Koksofengas,
Wassergas oder anderen wasserstofffreien Industriegasen.
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Bei der Verarbeitung solcher wasserstoffreicher
Industriegase
auf Reinwasserstoff, die entweder durch partielle Verflüssigung oder durch Umsetzung
des darin enthaltenen Kohlenoxyds mit Wasserdampf erfolgt, werden stets große Mengen
Kohlendioxyd aus den Gasen durch Druckwaschung mit Wasser o. dgl. entfernt und können
in reiner, nahezu ioo°foigerForm gewonnen werden. Diese reine Kohlensäure wird nun
vorteilhaft für die Bildung des Doppelsalzes herangezogen, das aus dem mit Hilfe
von Ammoniak und Kohlensäure bzw. von Ammoncarbonat gefällten Magnesiumcarbonattrihydrat
erzeugt wird. Besondere Einrichtungen zur Komprimierung der Kohlensäure können dabei
entfallen, da das Gas aus den Druckwäschern bereits unter einem für die Durchführung
des Doppelsalzbildungsprozesses _ genügenden Druck abgenommen werden kann. Es ist
dabei zu bemerken, daß der bei der Umsetzung anzuwendende Druck gleichfalls in erheblichem
Maße von der Konzentration der Kohlensäure abhängt und verhältnismäßig gering gehalten
werden kann, sofern ioo°/Qige CO= benutzt wird.
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In gewissen Fällen kann es indessen auch vorteilhaft sein, die bei
der Wasserstoffdarstellung gewonnene Kohlensäure nicht direkt in den Doppelsalzbildungsprozeß
einzuführen, sondern sie für die Herstellung von Ammoniumbicarbonat mit heranzuziehen,
welches dann zur Fällung des Magnesiumcarbonattrihydrats aus Magnesiumsalzlösungen
verwendet wird. Bei dieser Fällung, bei welcher man zu einem Magnesiumcarbonattrihydrat
besonders guter Beschaffenheit gelangt, entwickelt sich reine Kohlensäure nach der
Gleichung Mg S O, -E- 2N H4 # H C O, -E- 2H# O
=M,-CO3 3 H20+ (NH4)2S04+
CO-, die abgesaugt und nach Waschen mit Wasser in die Doppelsalzstation gedrückt
werden kann.
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Während sich bei der Fällung von Magnesiumcarbonattrihydrat mit Ammoncarbonat
oder Ammonbicarbonat aus sehr verdünnten Magnesiumsalzlösungen feinkristallinisches
Magnesiumcarbonattrihydrat abscheidet, das infolge seiner Beschaffenheit für die
Doppelsalzbildung nicht in Betracht kommt, erhält man grobkristallinisches und für
die Durchführung des Magnesiapottascheprozesses besonders geeignetes Magnesiumcarbonattrihydrat,wenn
man Magnesiumsalzlösungen mit der ungefähr äquivalenten Menge Ammoncarbonat bzw.
Ammonbicarbonat oder mit Ammoniak und Kohlensäure bei Temperaturen unter 5o° langsam
fällt, bis eine Endkonzentration der Ammoniaksalze von 3o bis 70 g
Ammoniak/Liter in der Mutterlauge erzielt ist. Die verhältnismäßig hohe Konzentration
der Ammonsalze gestattet nunmehr auch die vorteilhafte Darstellung dieser Salze
aus den Mutterlaugen, also die Verknüpfung der Gewinnung des Magnesiumcarbonattrihydrats
mit der Darstellung wertvoller Nebenprodukte. Ausführungsbeispiel Zur Ausführung
des Verfahrens geht man von Magnesiumsalzlösungen aus wie von den bei der Doppelsalzzersetzung
entstehenden Magnesiumchloridlösungen oder von Endlaugen der Kaliindustrie oder
von Magnesiumsulfatlaugen, die aus Rückstandssalz bzw. Kieserit gewonnen wurden.
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Beispielsweise läßt man in 6 5oo 1 einer zweckmäßig auf 45 bis 5o°
vorgewärmten, i 700 kg MgS04 enthaltenden Lösung (262 g Mg S 04/1) 3 5oo
1 einer i 350 kg Ammoncarbonat enthaltenden Lösung (286 g [ N HI]2 C 03/1)
langsam unter Rühren zulaufen und sorgt dabei für die möglichst ständige Einhaltung
der Ausgangstemperatur. Das ausgefallene Magnesiumcarbonattrihydrat wird von der
Ammonsalzlösung abgesaugt; man erhält i 670 kg Mg C 03 # 3 H@ O und 9 ooo
1 einer Ammonsulfatlauge mit etwa 5o g Ammoniak/Liter, die in verbleiten Gefäßen
eingedampft wird. Auf diese Weise werden i 65o kg Ammonsulfat gewonnen.
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Die zur Herstellung der Ammoncarbonatlösung nötige Kohlensäure wird
bei der Umsetzung des Wassergases einer Ammoniakanlage in bekannter Weise mittels
Druckwasserwäsche gewonnen. Für ioo kg Ammoniak werden dabei mindestens
130 kg CO--,
angewandt.
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Die oben gewonnenen 1670 kg Magnesiumcarbonattrihydrat werden
zur Darstellung des Magnesiumkaliumbicarbonatdoppelsalzes in einer i i 8o kg KCl
enthaltenden Lösung von solcher Konzentration aufgerührt, daß eine Suspension von
ioo kg MgO/m' entsteht. Diese Aufschlemmung wird in Druckgefäßen mit der nahezu
ioo °/oigen Kohlensäure aus der Druckwäsche der Wasserstoffstation bei 2 bis 3 Atm.
und bei einer Temperatur zwischen 2o bis 30° behandelt, bis die Doppelsalzbildung
nach 2 bis 3 Stunden beendigt ist. Das Doppelsalz wird hierauf von der Mutterlauge
abfiltriert, gewaschen und in bekannter Weise auf Pottasche weiterverarbeitet.